KR19980068066A - zoom lens - Google Patents
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Abstract
이 발명은 줌렌즈에 관한 것으로, 물체측으로부터 순차적으로, 물체측이 볼록하고 종의 굴절력을 가지면서 매니스커스 형태로 이루어진 제1렌즈와; 양면이 오목하고 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈와; 양면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈와; 양면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈로 이루어지면서, 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 전군 렌즈군과; 상측이 볼록하고 정의 굴절력을 가지면서 매니스커스 형태로 이루어진 제5렌즈와; 상측이 볼록하고 부의 굴절력을 가지면서 매니스커스 형태로 이루어진 제6렌즈와; 상측이 볼록하고 부의 굴절력을 가지면서 매니스커스 현태로 이루어진 제7렌즈로 이루어지면서, 전체적으로 부의 굴적력을 가지는 후군 렌즈군으로 이루어지고, 상기한 후군 렌즈군은 1면의 비구면을 포함하여 이루어지며, 0.22 fI / ft 0.30, 2.45 ft / fw, 0.74 LI1 / (ft - fw) 0.85, 0.75 fI / Y 1.10 의 식을 만족함으로써, 변배비가 2.5배 이상이면서 화각이 70°이상인 초광각이고, 동시에 망원비가 1로서 컴패트화가 가능하다.The present invention relates to a zoom lens, comprising: a first lens sequentially formed from an object side, the object side being convex and having a longitudinal refractive power, and having a meniscus shape; A second lens having both surfaces concave and having negative refractive power; A third lens having both surfaces convex and having positive refractive power; An all-group lens group composed of a fourth lens having both sides convex and having positive refractive power, and having positive refractive power as a whole; A fifth lens formed of a meniscus with an image side convex and positive refractive power; A sixth lens having a meniscus shape with an image side convex and negative refractive power; The image side is made of a seventh lens made of the Maniscus status with convexity and negative refractive power, and is composed of a rear lens group having a negative flexural force as a whole, and the rear lens group includes an aspherical surface on one surface. , 0.22 fI / ft 0.30, 2.45 ft / fw, 0.74 LI1 / (ft-fw) 0.85, 0.75 fI / Y 1.10 Compatibilization is possible with the ratio 1.
Description
이 발명은 줌렌즈에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 4매의 렌즈로 이루어진 전군 렌즈군과 3매의 겐즈로 이루어진 후군 렌즈군으로 구성되고, 단지 후군 렌즈군에 1매의 비구면 렌즈를 사용한 줌렌즈에 관한 것이다.The present invention relates to a zoom lens. More specifically, the present invention relates to a zoom lens including a front lens group consisting of four lenses and a rear lens group consisting of three genes, and a zoom lens using only one aspherical lens in a rear lens group. will be.
종래의 경우 2개의 렌즈군으로 이루어진 줌렌즈에 있어서, 비구면 렌즈를 사용하지 않는 경우에는 변배비(줌비)를 2배 이상으로 구현하는데 상당한 어려움이 있었다.In the conventional case of a zoom lens composed of two lens groups, there is a considerable difficulty in implementing a ratio (zoom ratio) of 2 times or more when an aspherical lens is not used.
2개의 렌즈군으로 이루어진 줌렌즈의 변배비를 2배 이상으로 하고자 하는 경우에는 렌즈 매수를 1∼2매 정도 증가시키거나, 광학계를 매우 어둡게 하지 않으면 안된다.When the ratio of magnification of a zoom lens composed of two lens groups is to be two or more times, the number of lenses must be increased by one to two or the optical system must be made very dark.
따라서 최근의 광학계는 급격하게 사용 빈도가 증가되고 있는 비구면 글래스를 사용하고 있으며, 이에 따라 광학계에 1매의 비구면 렌즈를 사용하여 변배비를 2.4 배 정도까지 증가시킬 수 있다.Therefore, the recent optical system uses an aspherical glass which is rapidly increasing the frequency of use, and accordingly, by using one aspherical lens for the optical system, it is possible to increase the ratio by 2.4 times.
그러나 변배비를 2,4배 이하까지는 구현할 수 있지만, 2.4 이상으로 구현하는 것은 매우 곤란하다. 변배비를 2.4배 이상으로 하고자 하는 경우에는 상기와 같이 렌즈 매수를 더 증가시키거나 광학계를 어둡게 하여야 한다.However, although the variable ratio can be implemented up to 2,4 times or less, it is very difficult to implement more than 2.4. If the ratio is to be 2.4 times or more, the number of lenses must be further increased or the optical system must be darkened as described above.
또한 컴팩트 줌 카메라(compact zoom camera)에 있어서 2개의 렌즈군으로 이루어진 줌렌즈의 경우에는 광각단에서의 초점 거리가 약 35㎜∼39㎜ 으로, 라이카 사이즈(24×36) 화면의 화각(θ)을 계산해 보면 약 63.4∼59.0°가 된다. 따라서 광학계 특성상 화각이 크면 클수록 광학계 전체의 양호한 수차 보정이 곤란하게 된다.In the case of a zoom lens composed of two lens groups in a compact zoom camera, the focal length at the wide-angle end is about 35 mm to 39 mm, and the angle of view θ of the Leica size (24 × 36) screen is changed. Calculation is about 63.4-59.0 degrees. Therefore, the larger the angle of view is, the more difficult the aberration correction of the whole optical system becomes.
상기한 같은 어려움을 해결하기 위한 기술이 일본 특허 출원 특허 번호 평3-260610과, 동출원 특허 번호 평4-93810과, 동출원 특허 번호 평7-234363과, 동출원 특허 번호 소52-52111에 기재되어 있다.Techniques for solving the above difficulties are described in Japanese Patent Application No. Hei 3-260610, Patent Application No. Hei 4-93810, Patent Application No. Hei 7-234363, and Patent Application No. 52-52111. It is described.
상기한 기술은 물체측으로부터 정의 굴절력을 가지는 전군 렌즈군과, 부의 굴절력을 가지는 후군 렌즈군으로 구성되며, 상기 전군 렌즈군과 후군 렌즈군의 간격을 변화시킴에 따라 초점 거리가 가변되는 2군 줌렌즈에 관한 것이며, 변배비가 2,4이하이면서 비구면 렌즈는 1매 또는 1매 이상이 사용된다.The above-described technique is composed of a front lens group having positive refractive power and a rear lens group having negative refractive power from an object side, and a two-group zoom lens whose focal length is varied as the distance between the front lens group and the rear lens group is changed. As for the aspherical lens, one or more sheets are used while the variable ratio is 2 or 4 or less.
상기 특허 번호 평7-234363에 기재된 기술은 화각이 초광각 영역인 70°이상인 조건을 만족하는 줌 광학계이나, 다른 기술은 화각이 65°이하인 줌 광학계이다.The technique described in the above Patent No. Hei 7-234363 is a zoom optical system that satisfies the condition that the angle of view is 70 degrees or more, which is an ultra wide angle region, but the other technique is a zoom optical system whose angle of view is 65 degrees or less.
또한 상기한 종래 기술의 망원비가 1보다 훨씬 크게 되어 있다.In addition, the telephoto ratio of the prior art is much larger than one.
이 발명은 4배의 렌즈로 이루어진 전군 렌즈군과 3매의 렌즈로 이루어진 후군 렌즈군으로 구성되고, 단지 후군 렌즈군에 1매의 비구면 렌즈를 사용함으로써, 변배비가 2.4 이상이면서 화각이 70°이상이고, 동시에 망원비가 1인 컴팩트 카메라용 줌렌즈를 제공하고자 하는데 있다.The present invention is composed of a front lens group consisting of four lenses and a rear lens group consisting of three lenses, and by using only one aspherical lens for the rear lens group, the variable magnification ratio is 2.4 or more and the angle of view is 70 °. The above is to provide a zoom lens for a compact camera having a telephoto ratio of 1.
상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은,The configuration of the present invention for achieving the above object,
물체측으로부터 순차적으로,From the object side sequentially,
물체측이 볼록하고 정의 굴절력을 가지면서 매니스커스(meniscus) 형태로 이루어진 제1렌즈와;A first lens formed in a meniscus shape while the object side is convex and has positive refractive power;
양면이 오목하고 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈와;A second lens having both surfaces concave and having negative refractive power;
양면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈와;A third lens having both surfaces convex and having positive refractive power;
양면이 볼록하고 종의 굴절력을 가지는 제4렌즈로 이루어지면서, 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 전군 렌즈군과;An all-group lens group composed of a fourth lens having both surfaces convex and having a longitudinal refractive power, and having a positive refractive power as a whole;
상측이 볼록하고 정의 굴절력을 가지면서 매니스커스 형태로 이루어진 제5렌즈와;A fifth lens formed of a meniscus with an image side convex and positive refractive power;
상측이 볼록하고 부의 굴절력을 가지면서 매니스커스 형태로 이루어진 제6렌즈와;A sixth lens having a meniscus shape with an image side convex and negative refractive power;
상측이 볼록하고 부의 굴절력을 가지면서 매니스커스 형태로 이루어진 제7렌즈로 이루어지면서, 전체적으로 부의 굴절력을 가지는 후군 렌즈군으로 이루어지고,The image side is made of a seventh lens having a convex and negative refractive power, and has a meniscus shape, and is composed of a rear lens group having negative refractive power as a whole.
상기한 후군 렌즈군은 1면의 비구면을 포함하여 이루어지며, 다음의 조건을 만족한다.The rear lens group includes the aspherical surface of one surface and satisfies the following conditions.
[수학식 1][Equation 1]
0.22 fI / ft 0.300.22 fI / ft 0.30
[수학식 2][Equation 2]
2.45 ft / fw2.45 ft / fw
[수학식 3][Equation 3]
0.74 LI1 / (ft - fw) 0.850.74 LI1 / (ft-fw) 0.85
[수학식 4][Equation 4]
0.75 fI / Y 1.100.75 fI / Y 1.10
ft : 망원단에서의 전체 광학계의 초점 거리ft: Focal length of the whole optics at the telephoto end
fw : 광각단에서의 전체 광학계의 초점 거리fw: focal length of the whole optical system at the wide end
fI : 전군 레즈군의 초점 거리fI: focal length of all Reds
LI1 : 변배시에 전군 렌즈군이 이동한 광축상의 거리LI1: The distance on the optical axis that the entire lens group moved at the time of shift
2Y : 상면 대각선 길이2Y: diagonal top surface
상기 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은 다음의 조건을 더 포함하여 만족한다.The structure of this invention for achieving the said objective is satisfied including further the following conditions.
[수학식 5][Equation 5]
1.30 Lw / fw 1.501.30 Lw / fw 1.50
Lw : 광각단에서 제1렌즈면으로부터 상면까지의 광축상 거리Lw: distance on the optical axis from the first lens surface to the image surface at the wide-angle end
상기 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은 다음의 조건을 더 포함하여 만족한다.The structure of this invention for achieving the said objective is satisfied including further the following conditions.
[수학식 6][Equation 6]
2.30 fI / fbw 2.602.30 fI / fbw 2.60
fbw : 광각단에서 전체 광학계의 후초점 거리fbw: Postfocal distance of the whole optics from the wide end
상기 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은 다음의 조건을 더 포함하여 만족한다.The structure of this invention for achieving the said objective is satisfied including further the following conditions.
[수학식 7][Equation 7]
0.67 fI / fw 0.730.67 fI / fw 0.73
상기 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은 다음의 조건을 더 포함하여 만족한다.The structure of this invention for achieving the said objective is satisfied including further the following conditions.
[수학식 8][Equation 8]
2.50 ft / f5 3.102.50 ft / f5 3.10
f5 : 제5렌즈의 초점 거리f5: Focal length of the fifth lens
상기 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은 다음의 조건을 더 포함하여 만족한다.The structure of this invention for achieving the said objective is satisfied including further the following conditions.
[수학식 9][Equation 9]
3.3 βt 4.03.3 βt 4.0
βt : 망원단에서 후군 렌즈군의 횡배율βt: Lateral magnification of the rear lens group in the telephoto end
상기 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은 다음의 조건을 더 포함하여 만족한다.The structure of this invention for achieving the said objective is satisfied including further the following conditions.
[수학식 10][Equation 10]
0.90 Lt / ft 1.100.90 Lt / ft 1.10
Lt : 망원단에서 제1렌즈면부터 상면까지의 광축 거리Lt: optical axis distance from the first lens surface to the image surface in the telephoto end
도1A∼도1B는 이 발명의 제1, 제3, 제4, 제5실시예에 따른 줌렌즈의 렌즈 구성도이도,1A to 1B are lens configuration diagrams of a zoom lens according to the first, third, fourth, and fifth embodiments of the present invention;
도2A∼도2C는 이 발명의 제1실시예에 따른 줌렌즈의 광각단에서의 수차도이고,2A to 2C are aberration diagrams at the wide-angle end of the zoom lens according to the first embodiment of the present invention,
도3A∼도3C는 이 발명의 제1실시예에 따른 줌렌즈의 망원단에서의 수차도이고,3A to 3C are aberration diagrams at the telephoto end of the zoom lens according to the first embodiment of the present invention,
도4A∼도4B는 이 발명의 제2실시예에 따른 줌렌즈의 렌즈 구성도이고,4A to 4B are lens configurations of the zoom lens according to the second embodiment of the present invention.
도5A∼도5C는 이 발명의 제2실시예에 따른 줌렌즈의 광각단에서의 수차도이고,5A to 5C are aberration diagrams at the wide-angle end of the zoom lens according to the second embodiment of the present invention.
도6A∼도6C는 이 발명의 제2실시예에 따른 줌렌즈의 망원단에서의 수차도이고,6A to 6C are aberration diagrams at the telephoto end of the zoom lens according to the second embodiment of the present invention,
도7A∼도7C는 이 발명의 제3실시예에 따른 줌렌즈의 광각단에서의 수차도이고,7A to 7C are aberration diagrams at the wide-angle end of the zoom lens according to the third embodiment of the present invention,
도8A∼도8C는 이 발명의 제3실시예에 따른 줌렌즈의 망원단에서의 수차도이고,8A to 8C are aberration diagrams at the telephoto end of the zoom lens according to the third embodiment of the present invention,
도9A∼도9C는 이 발명의 제4실시예에 따른 줌렌즈의 광각단에서의 수차도이고,9A to 9C are aberration diagrams at the wide-angle end of the zoom lens according to the fourth embodiment of the present invention,
도10A∼도10C는 이 발명의 제4실시예에 따른 줌렌즈의 망원단에서의 수차도이고,10A to 10C are aberration diagrams at the telephoto end of the zoom lens according to the fourth embodiment of the present invention,
도11A∼도11C는 이 발명의 제5실시예에 따른 줌렌즈의 광각단에서의 수차도이고,11A to 11C are aberration diagrams at the wide-angle end of the zoom lens according to the fifth embodiment of the present invention,
도12A∼도12C는 이 발명의 제5실시예에 따른 줌렌즈의 망원단에서의 수차도이다.12A to 12C are aberration diagrams at the telephoto end of the zoom lens according to the fifth embodiment of the present invention.
상기한 구성에 의하여 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.The above-described configuration will be described in detail with reference to the accompanying drawings the most preferred embodiment that can be easily implemented by those skilled in the art to which the present invention pertains.
첨부한 도1 및 도4에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 줌렌즈의 구성은,1 and 4, the configuration of the zoom lens according to the embodiment of the present invention,
물체측으로부터 순차적으로,From the object side sequentially,
물체측이 볼록하고 정의 굴절력을 가지면서 매니스커스(meniscus) 형태로 이루어진 제1렌즈(1)와;A first lens (1) formed in a meniscus shape while the object side is convex and has a positive refractive power;
양면이 오목하고 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈(2)와;A second lens 2 having both surfaces concave and having negative refractive power;
양면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈(3)와;A third lens 3 having both surfaces convex and having positive refractive power;
양면이 볼록하고 정의 굴절력을 가지즌 제4렌즈(4)로 이루어지면서, 전체적으로 정의 굴절력을 가지는 전군 렌즈군(1)과;An all-group lens group 1 composed of a fourth lens 4 having both sides convex and having positive refractive power, and having positive refractive power as a whole;
상측이 볼록하고 정의 굴절력을 가지면서 매니스커스 형태로 이루어진 제5렌즈(5)와;A fifth lens 5 having a convex and positive refractive power and having a meniscus shape on the image side;
상측이 볼록하고 부의 굴절력을 가지면서 매니스커스 형태로 이루어진 제6렌즈(6)와;A sixth lens 6 formed of a meniscus with an image side convex and negative refractive power;
상측이 볼록하고 부의 굴절력을 가지면서 매니스커스 형태로 이루어진 제7렌즈(7)로 이루어지면서, 전체적으로 부의 굴절력을 가지는 후군 렌즈군(II)으로 이루어진다.The image side is made of a seventh lens 7 having a convex and negative refractive power, and has a meniscus shape, and is composed of a rear lens group II having negative refractive power as a whole.
상기한 후군 렌즈군(II)을 구성하는 렌즈(5∼7)중, 렌즈 1면이 비구면으로 이루어진다.Of the lenses 5 to 7 constituting the rear lens group group II, one lens surface is an aspherical surface.
그리고 상기 전군 렌즈군(I)과 후군 렌즈군(II) 사이에 조리개(10)가 장착되어 있다.An aperture 10 is mounted between the front lens group I and the rear lens group II.
상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 줌렌즈의 작용은 다음과 같다.The operation of the zoom lens according to the embodiment of the present invention by the above configuration is as follows.
이 발명의 실시예에서는 변배시에 조리개와 전군 렌즈군(I)이 함께 이동함으로서 렌즈의 전장을 단축시키고, 특히 광각단에서의 촬영렌즈의 화각이 70°이상으로 하고 렌즈 전장의 단축화를 도모하면서도 변배비 2.4 이상에서도 수차 변동을 양호하게 보정하고, 전 변배 범위에 걸쳐서 높은 광학적인 성능을 얻도록 한다.In the embodiment of the present invention, the diaphragm and the entire lens group I move together at the time of shifting, thereby shortening the overall length of the lens, and in particular, the angle of view of the photographing lens at the wide-angle end is 70 ° or more, and the lens length is shortened. Good correction of aberration fluctuations even at a variation ratio of 2.4 or higher, and high optical performance over the entire variation range.
특히 이 발명의 실시예에서는 변배에 동반하여 구면 수차와 상면 만곡 등의 제수차의 변동을 양호하게 보정하고, 동시에 화면 전체에 광학 성능의 발란스를 양호하게 유지하기 위하여, 전군 렌즈군의 렌즈중 가장 물체측에 가까운 제1렌즈(1)의 볼록면이 물체측을 향하도록 하고, 제2렌즈(2)는 양면이 오목한 형상으로 구성하고, 상기 후군 렌즈군의 렌즈면 중 1면에 적절하게 비구면을 설정하였다.In particular, in the embodiment of the present invention, in order to correct the fluctuations in the aberration such as the spherical aberration and the image curvature accompanied by the variation, and at the same time to maintain a good balance of optical performance on the entire screen, The convex surface of the first lens 1 near the object side faces the object side, and the second lens 2 has a concave shape on both sides, and is suitably aspherical on one of the lens surfaces of the rear lens group. Was set.
상기 수학식 1은 망원단에서의 전군 렌즈군(I)과 렌즈계 전체의 초점 거리 비율에 관한 것으로, 수학식 1의 상한값을 초과하는 경우에는 변배시에 전군 렌즈군(I)의 이동량이 증가하여 렌즈계가 대형화되어 굴절력화가 어려워진다.Equation 1 relates to the ratio of focal lengths of the entire lens group I and the entire lens system in the telephoto end. When the upper limit value of Equation 1 is exceeded, the amount of movement of the entire lens group I increases at the time of shifting. The lens system is enlarged, which makes it difficult to increase the refractive power.
반대로, 수학식 1의 하한값을 초과하는 경우에는 전군 렌즈군(I)의 위치 편차에 대한 상의 편차가 크게 되어, 매우 정확한 렌즈 고정 기구가 요구되고 또한 렌즈 고정 기구들이 복잡해지게 된다.On the contrary, when the lower limit value of the equation (1) is exceeded, the image deviation with respect to the positional deviation of the entire lens group I becomes large, a very accurate lens fixing mechanism is required, and the lens fixing mechanisms are complicated.
상기 수학식 2는 변배비에 관한 것이며, 변배비는 일반적으로 다음과 같이 표현된다.Equation 2 relates to a variable ratio, which is generally expressed as follows.
[수학식 11][Equation 11]
f = fI × mIIf = fI × mII
f : 전체 렌즈계의 초점 거리f: focal length of the entire lens system
fI : 전군 렌즈군의 초점거리fI: Focal length of all lens group
mII : 후군 렌즈군의 횡배율mII: Lateral magnification of rear lens group
상기에서 수학식 2의 값을 크게 하는 것이 바람직하며, 수학식 2의 값을 크게 하기 위해서는 망원단에서의 전체 렌즈계의 초점 거리를 길게 하여야 한다. 망원단에서의 전체 렌즈계의 초점 거리를 길게 하기 위해서는 fI와 mII의 값을 전부 또는 일부를 크게 해주어야 한다.It is preferable to increase the value of Equation 2 above, and to increase the value of Equation 2, the focal length of the entire lens system in the telephoto end should be increased. In order to lengthen the focal length of the entire lens system from the telephoto end, the values of fI and mII must be increased in part or in part.
그러나 만일 fI를 크게하는 경우에는 전군 렌즈군(I)의 굴절력이 감소되기 때문에 줌렌즈계의 컴팩트화가 어려워지고, mII를 크게 하는 경우에는 전체 렌즈계의 부의 굴절력이 강해져서 양호한 수차 보정이 어려워진다.However, if fI is increased, the refractive power of the entire lens group I is reduced, which makes it difficult to make the zoom lens system compact. If mII is increased, the negative refractive power of the entire lens system becomes strong, and it is difficult to correct aberrations.
상기 수학식 3은 전군 렌즈군(I)의 줌 스트로크(zoom stroke)에 관한 것으로, 수학식 3의 상한값을 초과하는 경우에는 전군 렌즈군(I)의 줌스트로크가 너무 커져서 망원단에서의 전장이 너무 크게 된다.Equation 3 relates to the zoom stroke of the entire lens group I. When the upper limit of Equation 3 is exceeded, the zoom stroke of the entire lens group I is too large to increase the overall length of the telephoto end. Too big.
반대로, 수학식 3의 하한값을 초과하는 경우에는 전군 렌즈군(I)의 굴절력이 너무 강하게 되어 변배시에 수차 변동이 증가된다.On the contrary, when the lower limit of the equation (3) is exceeded, the refractive power of the entire lens group I becomes so strong that the aberration fluctuation increases at the time of shift.
상기 수학식 4는 전군 렌즈군(I)의 적절한 초점 거리를 규정하기 위한 것으로서, 이 발명에서는 전군 렌즈군(I)의 초점 거리를 짧게 함에 따라 광각단의 초점거리를 작게 하는 것이 가능하다.Equation 4 is for defining an appropriate focal length of the entire lens group I. In the present invention, it is possible to reduce the focal length of the wide-angle end as the focal length of the entire lens group I is shortened.
수학식 4의 상한값을 초과하는 경우에는 화각을 70°이상으로 하는 것이 어려워진다. 즉, 전군 렌즈군(I)과 후군 렌즈군(II)의 합성 초점 거리를 작게 하기 위해서는 전군 렌즈군(I)과 후군 렌즈군(II)의 간격을 크게하여야 한다. 그렇게 하는 경우에는 후초점 거리가 너무 짧아지게 되어 후군 렌즈군(II)의 외경이 커지게 되며, 동시에 렌즈 기구도 커지게 된다.When it exceeds the upper limit of Formula (4), it becomes difficult to make an angle of view more than 70 degrees. That is, in order to reduce the combined focal length of the front lens group I and the rear lens group II, the distance between the front lens group I and the rear lens group II should be increased. In this case, the rear focus distance becomes too short, and the outer diameter of the rear lens group group II becomes large, and at the same time the lens mechanism becomes large.
반대로, 수학식 4의 하한값을 초과하는 경우에는 광각단에서의 합성 초점 거리가 적어지게 되고, 후초점 거리를 크게 확보하는 것은 가능하나 전군 렌즈군(II)의 파워 부담이 증가되어 구면 수차를 비롯한 제수차의 보정이 곤란해져서 양호한 상 성능을 얻기가 어려워진다.On the contrary, when the lower limit value of Equation 4 is exceeded, the combined focal length at the wide-angle end becomes smaller, and it is possible to secure a large focal length, but the power burden of the all-group lens group II is increased, thereby including spherical aberration. Correction of the aberration becomes difficult, making it difficult to obtain good image performance.
상기 수학식 5는 광각단의 광학 전장과 광각단에서의 전체 렌즈계의 초점 거리와의 비에 관한 것으로, 주로 전체 렌즈계의 컴팩트화를 달성하면서 동시에 양호한 광학 성능을 유지하기 위한 것이다.Equation 5 relates to the ratio between the optical length of the wide-angle end and the focal length of the entire lens system at the wide-angle end, and is mainly for achieving compactness of the entire lens system and maintaining good optical performance.
상기 수학식 5의 상한값을 초과하는 경우에는 광각단의 광학 전장이 커지게 되고, 후군 렌즈군(II)의 렌즈경이 크게 되어 렌즈계 전체가 대형화되어 좋지 않게 된다. 특히, 후초점 거리가 짧아지게 된다.When the upper limit value of the above formula (5) is exceeded, the optical length of the wide-angle end becomes large, and the lens diameter of the rear lens group group II becomes large, which makes the whole lens system large. In particular, the postfocal distance is shortened.
반대로, 수학식 5의 하한값을 초과하는 경우에는 광각단의 광학 전장이 감소하여 컴팩트화는 가능하지만, 각 렌즈군의 굴절력이 강해져서 제수차의 양호한 보정이 어려워진다.On the contrary, when the lower limit of the equation (5) is exceeded, the optical length of the wide-angle end is reduced to make it compact, but the refractive power of each lens group becomes stronger, making it difficult to correct the aberration.
상기 수학식 6은 전군 렌즈군(I)의 굴절력을 적절하게 설정하고, 전체 변배영역에 걸쳐서 제수차의 발란스를 양호하게 보정하기 위한 것이다. 상기 수학식 6의 상한값을 초과하는 경우에는 전군 렌즈군(I)의 굴절력이 너무 약하게 되어 광각단에서의 후초점 거리가 짧아져서, 후군 렌즈군(II)의 렌즈 외경이 커지게 된다.Equation (6) is for appropriately setting the refractive power of the entire lens group I and correcting the balance of the aberration well over the entire variation area. When the upper limit of the above formula (6) is exceeded, the refractive power of the front lens group I becomes too weak, and the postfocal distance at the wide-angle end becomes short, and the lens outer diameter of the rear lens group II is increased.
반대로, 수학식 6의 하한값을 초과하는 경우에는 전군 렌즈군(I)의 굴절력이 너무 강해져서 변배시에 수차 변동 특히, 구면 수차, 코마 수차 등의 변동이 증가하게 된다.On the contrary, when the lower limit of the equation (6) is exceeded, the refractive power of the entire lens group I becomes so strong that variations in aberration, especially spherical aberration, coma aberration, etc., increase at the time of shift.
상기 수학식 7은 전군 렌즈군(I)의 굴절력에 관한 것으로, 수학식 7의 상한값을 초과하는 경우에는 전군 렌즈군(I)의 굴절력이 너무 약하게 되어(초점 거리가 길어짐), 변배시에 전군 렌즈군(I)의 이동량이 길어지고 그에 따라 렌즈계의 컴팩트화가 어려워진다.Equation (7) relates to the refractive power of the entire lens group (I), and when the upper limit of the equation (7) is exceeded, the refractive power of the entire lens group (I) is too weak (focal length is long), the whole group at the time of shift The amount of movement of the lens group I becomes long, which makes it difficult to compact the lens system.
반대로, 수학식 7의 하한값을 초과하는 경우에는 전군 렌즈군(I)의 굴절력이 너무 강하게 되어 그 위치 편차에 대한 상의 편차량이 증가되어 고정밀의 렌즈 유지 장치(렌즈 고정 장치)가 요구되며, 렌즈 유지 장치가 복잡하게 되어 좋지 않다.On the contrary, when the lower limit value of Equation 7 is exceeded, the refractive power of the entire lens group I becomes so strong that the amount of deviation of the image with respect to the positional deviation is increased, and a high-precision lens holding device (lens fixing device) is required. It is not good that the holding device becomes complicated.
상기 수학식 8은 제5렌즈(5)의 굴절력에 관한 것으로, 수학식 8의 상한값을 초과하는 경우에는 굴절력이 강해져서 오차 감도가 커지게 된다. 만약에 제5렌즈(5)에 비구면을 설정한 경우에는 비구면에 고정도가 요구됨에 따라 제조가 어려워진다.Equation (8) relates to the refractive power of the fifth lens (5). When the upper limit of Equation (8) is exceeded, the refractive power becomes stronger and the error sensitivity is increased. If an aspherical surface is set in the fifth lens 5, manufacturing becomes difficult as high accuracy is required for the aspherical surface.
반대로, 상기 수학식 8의 하한값을 초과하는 경우에는 굴절력이 약하게 된다. 또한, 후군 렌즈군(II)이 부의 굴절력을 유지하고 있기 때문에 전체 렌즈계가 정의 구면 수차와 부의 페쯔발 합(Pezval's sum)을 가짐으로, 굴절력이 약해진 경우에는 제5렌즈(5)의 부의 구면 수차와 정의 페쯔발 합이 작아지게 되어, 후군 렌즈군(I)내의 수차 보정이 불충분하게 이루어져서 전체 렌즈계의 수차 보정을 양호하게 유지하는 것이 어려워진다.On the contrary, when the lower limit of Equation 8 is exceeded, the refractive power becomes weak. In addition, since the rear lens group II maintains negative refractive power, the entire lens system has positive spherical aberration and negative Petzval's sum. The positive Petzval sum becomes small, and the aberration correction in the rear lens group I is insufficient, making it difficult to maintain the aberration correction of the entire lens system well.
상기 수학식 9는 후군 렌즈군(II)의 최적 결상 배율을 규정하는 것으로, 수학식 9의 상한값을 초과하는 경우에는 전군 렌즈군(I)의 초점 거리가 짧아져야 함으로써, 구면 수차 등의 보정이 어려워진다.Equation (9) defines the optimal imaging magnification of the rear lens group (II). When the upper limit of Equation (9) is exceeded, the focal length of the front lens group (I) must be shortened, so that correction of spherical aberration or the like is performed. Becomes difficult.
반대로, 상기 수학식 9의 하한값을 초과하는 경우에는 광각단에서의 후초점거리가 너무 짧아져서 후군 렌즈군의 상측에 위치한 렌즈의 외경이 커지게 된다.On the contrary, when the lower limit value of Equation 9 is exceeded, the rear focusing distance at the wide-angle end becomes too short, and the outer diameter of the lens located on the upper side of the rear lens group is increased.
상기 수학식 10은 카메라 전장을 컴팩트하게 하는 것으로, 망원비에 관한 것이다. 수학식 10의 하한값을 초과하는 경웨에는 컴팩트화가 매우 유리하게 되지만, 컴팩트화에 따른 후군 렌즈군의 파워 부담이 너무 크게 되어 구면 수차 등의 제수차를 양호하게 보정하는 것이 어려워진다.Equation (10) relates to a telephoto ratio by making the camera full length compact. Although the compaction becomes very advantageous in the case of exceeding the lower limit of the equation (10), the power burden of the rear lens group due to the compaction becomes so large that it becomes difficult to properly correct the aberration such as spherical aberration.
반대로, 수학식 10의 상한값을 초과하는 경우에는 수차는 양호하게 보정되지만 컴팩트화가 매우 어렵게 된다.On the contrary, when the upper limit of the equation (10) is exceeded, the aberration is well corrected, but it becomes very difficult to compact.
상기 구성으로 조건들(수학식 1∼수학식 10)을 만족하는 이 발명의 다수 실시예는 다음과 같다.Many embodiments of the present invention satisfying the conditions (Equations 1 to 10) with the above configuration are as follows.
다음의 f는 초점 거리를 나타내며, ri(i=1∼15)는 굴절면의 곡률 반경, di(i=1∼15)는 렌즈의 두께 또는 렌즈간의 거리를 나타내며, N은 렌즈의 d-line 굴절률, v는 렌즈의 아베수, m은 전체 렌즈계의 배율, w는 반화각을 나타낸다.F is the focal length, ri (i = 1-15) is the radius of curvature of the refractive surface, di (i = 1-15) is the thickness of the lens or the distance between the lenses, N is the d-line refractive index of the lens is the Abbe's number of the lens, m is the magnification of the whole lens system, and w is the half angle of view.
이 발명의 제1실시예에 따른 줌렌즈의 조리개치(Fno)는 4.17∼11.14이고, 초점 거리(f)는 29.0∼77.5이고, 실시예값은 다음 표1과 같으며, 비구면 계수값은 표2와 같다.The aperture value Fno of the zoom lens according to the first embodiment of the present invention is 4.17 to 11.14, the focal length f is 29.0 to 77.5, the embodiment values are shown in Table 1 below, and the aspheric coefficient values are shown in Table 2 below. .
[표 1]TABLE 1
[표 2]TABLE 2
상기 표1에서 렌즈간 간격 AA는 변배시에 11.00∼2.1858으로 가변되며, BB는 8.1527∼54.3600으로 가변된다.In Table 1, the inter-lens spacing AA is varied from 11.00 to 2.1858 at variable times, and the BB is varied from 8.1527 to 54.3600.
이 발명의 제2실시예에 따른 줌렌즈의 조리개치(Fno)는 4.17∼11.14이고, 초점 거리(f)는 29.0∼77.5이고, 실시예값은 다음 표3과 같으며, 비구면 계수값은 표4와 같다.The aperture value Fno of the zoom lens according to the second embodiment of the present invention is 4.17 to 11.14, the focal length f is 29.0 to 77.5, the embodiment values are shown in Table 3 below, and the aspheric coefficient values are shown in Table 4 below. .
그리고 이 발명의 제2실시예에 따른 줌렌즈는 전군 렌즈군(I)의 제2렌즈(2)와 제3렌즈(3)가 서로 접합되어 있다.In the zoom lens according to the second exemplary embodiment of the present invention, the second lens 2 and the third lens 3 of the entire lens group I are joined to each other.
[표 3]TABLE 3
[표 4]TABLE 4
상기 표3에서 렌즈간 간격 AA는 변배시에 10.935∼2.1859로 가변되며, BB는 8.1515∼54.2913으로 가변된다.In Table 3, the inter-lens spacing AA is varied from 10.935 to 2.1859 at variable times, and the BB is varied from 8.1515 to 54.2913.
이 발명의 제3실시예에 따른 줌렌즈의 조리개치(Fno)는 4.18∼11.17이고 초점 거리(f)는 29.00∼77.5이고, 실시예값은 다음 표5와 같으며, 비구면 계수값은 표6과 같다.The aperture value Fno of the zoom lens according to the third embodiment of the present invention is 4.18 to 11.17, the focal length f is 29.00 to 77.5, and the embodiment values are shown in Table 5 below, and the aspherical coefficient values are shown in Table 6 below.
[표 5]TABLE 5
[표 6]TABLE 6
상기 표1에서 렌즈간 간격 AA는 변배시에 10.4871∼2.1896로 가변되며, BB는 8.1549∼53.088로 가변된다.In Table 1, the inter-lens spacing AA is varied from 10.4871 to 2.1896 at variable times, and BB is varied from 8.1549 to 53.088.
이 발명의 제4실시예에 따른 줌렌즈의 조리개치(Fno)는 4.30∼10.75이고 초점 거리(f)는 28.00∼70.0이고, 실시예값은 다음 표7와 같으며, 비구면 계수값은 표8과 같다.The aperture value Fno of the zoom lens according to the fourth embodiment of the present invention is 4.30 to 10.75, the focal length f is 28.00 to 70.0, and the embodiment values are shown in Table 7 below, and the aspherical coefficient values are shown in Table 8 below.
[표 7]TABLE 7
[표 8]TABLE 8
상기 표7에서 렌즈간 간격 AA는 변배시에 9.6388∼2.1909로 가변되며, BB는 8.1479∼47.4168로 가변된다.In Table 7, the inter-lens spacing AA is varied from 9.6388 to 2.1909, and the BB is varied from 8.1479 to 47.4168.
이 발명의 제5실시예에 따른 줌렌즈의 조리개치(Fno)는 4.17∼11.14이고 초점 거리(f)는 29.00∼77.5이고, 실시예값은 다음 표9와 같으며, 비구면 계수값은 표10과 같다.The aperture value Fno of the zoom lens according to the fifth embodiment of the present invention is 4.17 to 11.14, the focal length f is 29.00 to 77.5, the embodiment values are shown in Table 9 below, and the aspherical coefficient values are shown in Table 10 below.
[표 9]TABLE 9
[표 10]TABLE 10
상기 표1에서 렌즈간 간격 AA는 변배시에 10.9869∼2.1856로 가변되며, BB는 8.1519∼54.4143으로 가변된다.In Table 1, the inter-lens spacing AA varies from 10.9869 to 2.1856 at variable times, and BB varies from 8.1519 to 54.4143.
상기한 실시예(1∼5)는 다음의 표11에 기재되어 있는 조건값을 각각 만족한다.The above embodiments (1 to 5) each satisfy the condition values listed in Table 11 below.
[표 11]TABLE 11
이상에서와 같이 이 발명의 실시예에 따라, 4매의 렌즈로 이루어진 전군 렌즈군과 3매의 렌즈로 이루어진 후군 렌즈군으로 구성하고, 단지 후군 렌즈군에 1매의 비구면 렌즈를 사용함으로써, 변배비가 2.5배 이상이면서 화각이 70°이상인 초광각이고, 동시에 망원비가 1인 컴팩트 카메라용 줌렌즈를 제공할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the front lens group consisting of four lenses and the rear lens group consisting of three lenses are configured, and only one aspherical lens is used for the rear lens group. It is possible to provide a zoom lens for a compact camera having a magnification of 2.5 times or more, an ultra wide angle of view of 70 degrees or more, and a telephoto ratio of 1.
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